PCB für LED Schild erstellen

[Allan Sche Sar]

Hallo zusammen,

ich würde gerne meine erste eigene Platine (PCB) gestalten. Leider weiss ich nicht so recht, wie damit anzufangen ist.
Ziel soll es sein ein LED Schild zu haben mit folgenden Anforderungen:

• Darstellen einer Nummern mit farbigen LEDs
  • Option 1: 1 LED Schild pro Nummer mit jeweils einem anderen PCB
  • Option 2: 1 LED Schild mit mehreren Nummern, welche man auswählen kann. Etwas ähnliches habe ich bereits mit Symbolen einmal ausprobiert: Siehe hier
• Betrieb des Schilds für 24 Stunden mittels Batterien zum Beispiel 3 AA.
• Schalter zum Anschalten
• Knopf, sofern Option 2, um die verschiedenen Zahlen durchzuschalten

Als Zusatz/ Extra, hätte ich noch folgenden Ideen:

• Farbe via Button zwischen Gelb oder Grün (nur ein Beispiel wechselbar)

Wie gehe ich soetwas an?
Klar ich brauche ein Layout auf dem alle meine LED's enthalten sind, als zum Beispiel als Zahlen: 1, 2 ...
Das PCB muss zwei Layer haben, damit auf der einen Seite die LED's und auf der anderen Seite die Batteriebox, Anschalter und Button angebracht sind.
Nur wie lege ich das aus? Wie fertige ich die Zeichnung des PCB's an, damit dieses zum Beispiel von Dienstleistern wie PCBWay produziert werden kann?

 

[kartoffelpü]

Wie gehe ich soetwas an?

Elektrotechnik studieren und danach anfangen
Ne, ein paar Basics solltest du dir schon aneignen, ansonsten einfach nach Beispielschaltplänen suchen, benötigte Batteriekapazität errechnen (hängt ja u.a. von den LEDs, Helligkeit und Anzahl ab) und an einen Schaltplan machen. Bevor du ne Platine mit Design erstellst, einfach vorher auf nem Breadboard zusammenstecken, sowas gibt es ja für ein paar €...

KiCAD

2 Layer brauchst du dafür nicht zwingend. aber so viel teurer wird's dadurch vermutlich auch nicht.

 

[VDC]

7 Segmentanzeigen können doch sowas, dazu gibt es auch sicher entsprechend fertige Vorlagen, wie groß brauchst du das?

 

[Skysurfa]

BCD zu 7-Seg.-Decoder. Die Ausgänge über jeweils einen Transistor als Schalter führen und damit die LED Segmente ansteuern.

 

[K-551]

Also, bin auch kein Elektroniker und kann dir bei deinem Grundproblem nicht wirklich helfen, aber das klingt für mich nach X-Y-Problem.

Wenn dur NUR Ziffern darstellen möchtest, gibt es bessere Varianten. Die schon erwähnten 7-Segment-Anzeigen, welche es auch in riesig gibt. Oder als LED-Satz.
Alternativ gibt es auch Matrix-Displays. Quasi eine 8x8 (oder mehr) Led-Matrix, mit der man auch div. Dinge, außer Ziffern, darstellen kann.
Dann gibt es auch fertige, RGB-LED-Matrix-"Bilder" bzw. Anzeigetafeln, die man via App steuern kann. (Beispiel)

In jedem Fall (außer die fertigen) brauchst du eine Ansteuerung.
Da bietet ich wohl ein programierbarer Microcontroller (z.B. Arduino) an...

Mit etwa handwerklichem Geschick und z.B. einem verfügbaren 3D-Drucker oder CNC-Fräse kannst du dir auch selber 7-Segment-Anzeigen basteln...

 

[Ranayna]

Wie gross sollen die Ziffern denn werden?
Wenn es ueber eine Kantenlaenge der Platine von 10 Zentimetern hinausgeht, werden die Budget PCB Hersteller teurer.
Ueber weniger als 2 Layer nachzudenken macht keinerlei Sinn mehr heutzutage.

KiCAD als Designsoftware wurde ja schon erwaehnt. KiCAD ist aber ein ganz schoenes "Biest" und bedient sich nicht trivial. Sowohl der Schematic-, als auch der Layouteditor machen einiges anders als uebliche Grafikprogramme.
Sehr gefallen hat mir fuer kleinere Projekte DipTrace. Die kostenlose Version ist auf 300 Pins und zwei Layer begrenzt und kann frei heruntergeladen werden. Als ehemaliger Nutzer von MS Visio ging mir DipTrace wesentlich einfacher von der Hand.

Zur Umsetzung...
Da stellt sich halt die Frage wieviel du dir zutraust, und ob du Programmieren kannst/willst.
Da einer deiner Wuensche Farbwechsel war, wuerde ich drueber nachdenken, die Segmente aus ansteuerbaren LEDs (WS8212, "NeoPixel") zu bauen. Das kann dann ziemlich einfach mit einem Arduino angesteuert werden.
Allerdings wird die Stromversorgung dann gegebenenfalls recht knapp.

Wenn es simpler werden soll, dann recherchiere mal in die Richtung die @Skysurfa erwaehnt hast. Da kannst du dann die Zahlen mit einem Drehschalter durchwechseln. Der Vorteil ist dann, dass die Elektronik ausser den LEDs selber quasi keinen Strom braucht. Mit 2-Farb LEDs kann man da ggf. auch was basteln, aber dafuer braeuchte ich schon laenger

 

[Skysurfa]

Es geht auch relativ einfach mit einem 4026. Da kann man die 7-Segmentanzeigen dahinterklemmen und es erspart einem die Beschaltung der Binäreingänge. Den Taster entprellt man mit einem S/R-Glied. Den Farbwechsel würde ich mit RGB LEDs und Potis realisieren.

Der Vorteil einer digitalen Schaltung ist, dass der Stromverbrauch sehr gering ist. Nachteilig bei einem µController ist, dass dieser mehr Strom verbrauchen wird. Der Vorteil des µControllers ist, dass man hier sehr flexibel neue Funktionen hinzufügen kann. Für die Betriebsdauer einer Batterie ist es aber eher negativ.

Die Schaltung ist auch relativ einfach auf Lochrasterplatine aufzubauen. Wenn es hinterher schön werden soll, dann kann man die Schaltung auch mit EagleCAD (gibt es das noch?) relativ einfach zeichnen und sich eine Platine ätzen/fräsen.

@Allan Sche Sar

Wie sind eigentlich deine Kenntniss im Bereich der Elektronik? Das Thema ist verhätnismäßig trivial, wenn man in dem Bereich fit ist. Ohne Grundlagenkenntnisse wirst du einiges an Recherche und Arbeit in das Projekt stecken müssen.

• Grundlagen zur Beschaltung der LEDs und festlegen von Vorwiderständen?
• Aufbau von diskreten Schaltungen?
• Programmierung eines µControllers?